Eenvoudige berekening kinetische energie...

[Victor]

Misschien zal de oplossing belanden bij de relativiteitstheorie, maar het begint alvast bij de klassieke mechanica!

Hier volgt een eenvoudig vraagstukje. Met 2 correcte oplossingen die elkaar tegenspreken:

Gegeven: Een voorwerp van 10kg wordt van 20m/s naar 30m/s gebracht. De gegeven snelheden t.o.v. de aarde.

Gevraagd: Hoeveel energie (uitgedrukt in Joule) is hiervoor nodig?

Oplossing 1: formule: E=m*v²/2

Energie-inhoud bij 20m/s: 10kg*(20m/s)²/2=2000 Joule

Energie-inhoud bij 30m/s: 10kg*(30m/s)²/2=4500 Joule

Benodigde energie: 4500 Joule - 2000 Joule = 2500 Joule

Oplossing 2: Waarom de aarde als referentie nemen? Laten we eens de zon eens als referentiepunt kiezen, voor de eenvoud aangenomen dat de snelheid van de aarde t.o.v. de zon 100m/s is.

Energie-inhoud bij (20m/s+100m/s): 10kg*(120m/s)²/2=72000 Joule

Energie-inhoud bij (30m/s+100m/s): 10kg*(130m/s)²/2= 84500 Joule

Benodigde energie: 84500 Joule - 72000 Joule = 12500 Joule

Ter volledigheid: tussen de aarde en het voorwerp is er geen wrijving, en de energie wordt vb. door een goedgerichtte laserpuls vanuit de ruimte geleverd...dus er is geen actie en reactie tussen het voorwerp en de aarde.

Waar zit de fout?

Groeten,

Victor

[dirkwb]

De snelheid blijft hetzelfde ongeacht de het referentiepunt (alleen het teken kan veranderen).

[Jan van de Velde]

Gek hè ??

toch is het antwoord simpel: als je de energie levert vanaf de aarde is je aarde sommetje goed. Als je de energie levert vanaf de zon is je zonsommetje goed.

de energie wordt vb. door een goedgerichtte laserpuls vanuit de ruimte geleverd...

dus moet je de snelheid van je voorwerp t.o.v. je laserkanon kennen om te weten hoeveel energie je laser moet leveren.

dus er is geen actie en reactie tussen het voorwerp en de aarde

Zonder interactie kun je geen kracht uitoefenen op je voorwerp, dus geen arbeid (F·s), en dus de snelheid niet veranderen. Onder die voorwaarde slaat dus je aardesommetje (en je zonsommetje) gewoon nergens op. Je berekent er prima mee hoeveel de kinetische energie van je voorwerp t.o.v. aarde of zon verandert, maar niet hoeveel energie het JOU kost.

[Victor]

Als je de energie levert vanaf de aarde is je aarde sommetje goed. Als je de energie levert vanaf de zon is je zonsommetje goed.

Amai....inderdaad gek, diepgaand en verrassend...en dit voor zo'n eenvoudig vraagstuk...

Zal ik eventjes laten bezinken...vooraleer erop verder te weven...

Dankjewel,

Victor

[Victor]

Hallo! Na lang nadenken ben'k hier terug..! Ik heb geprobeerd mezelf ervan te overtuigen dat het werkelijk zo is dat de te-leveren-energie afhankelijk is van je eigen snelheid tegenover het object. Maar helaas kom ik telkens uit op situaties die dit tegenspreken. Zelfs de relativiteitstheorie kan hiermee niet stroken, volgens mij. En dat het nu juist volgens een kwadratisch verband gebeurt, maakt het nog moeilijker het te verklaren.

Is het mogelijk dat jouw antwoord foutief is?

Zelf overweeg'k een andere conclusie over het probleem...

Vriendelijke groeten,

Victor

[Jan van de Velde]

Is het mogelijk dat jouw antwoord foutief is?

nee

Probeer eens aan de idee te wennen. Het is niet zo vreemd als het op het eerste gezicht lijkt.

Dat een kogel forse schade aan je lichaam kan aanrichten komt door de kinetische energie van de kogel. Maar die is niet absoluut. Stel jij gaat ten opzichte van het aardoppervlak bijna net zo snel als die kogel. Zachtjes botst de kogel tegen je t-shirt, nog geen blauwe plek hou je er aan over. Hoef je écht nog geen speciale relativiteit voor te gaan studeren.